Nel campo dei macchinari di precisione e delle apparecchiature di misura, quando un singolo componente in granito non riesce a soddisfare le esigenze di strutture complesse o di grandi dimensioni, la tecnologia di giunzione è diventata il metodo principale per creare componenti di dimensioni ultra-large. La sfida principale in questo caso è ottenere una connessione senza soluzione di continuità garantendo al contempo la precisione complessiva. È necessario non solo eliminare l'impatto delle giunzioni di giunzione sulla stabilità strutturale, ma anche controllare l'errore di giunzione entro l'intervallo micron, in modo da soddisfare i rigorosi requisiti delle apparecchiature in termini di planarità e perpendicolarità della base.
1. Lavorazione di precisione delle superfici di giunzione: la base di una connessione senza soluzione di continuità
La giunzione senza soluzione di continuità dei componenti in granito inizia con la lavorazione ad alta precisione delle superfici di giunzione. Innanzitutto, le superfici di giunzione vengono sottoposte a rettifica piana. Vengono eseguiti più cicli di rettifica utilizzando mole diamantate, in grado di controllare la rugosità superficiale entro Ra0,02 μm e l'errore di planarità non superiore a 3 μm/m.
Per i componenti giuntati rettangolari, viene utilizzato un interferometro laser per calibrare la perpendicolarità delle superfici di giunzione, garantendo che l'errore angolare delle superfici adiacenti sia inferiore a 5 secondi d'arco. La fase più critica è il processo di "rettifica a specchio" per le superfici di giunzione: due componenti in granito da giuntare vengono uniti faccia a faccia e i punti convessi sulla superficie vengono rimossi tramite attrito reciproco per formare una struttura complementare e uniforme a livello microscopico. Questa "legatura a specchio" può far sì che l'area di contatto delle superfici di giunzione superi il 95%, creando una base di contatto uniforme per il successivo riempimento con adesivi.
2. Selezione dell'adesivo e processo di applicazione: la chiave per la resistenza della connessione
La selezione degli adesivi e il loro processo di applicazione influiscono direttamente sulla resistenza della giunzione e sulla stabilità a lungo termine dei componenti in granito giuntati. L'adesivo epossidico di qualità industriale è la scelta più diffusa nel settore. Dopo la miscelazione con un agente indurente in una certa proporzione, viene posto sotto vuoto per rimuovere le bolle d'aria. Questo passaggio è fondamentale perché minuscole bolle nel colloide formeranno punti di concentrazione delle sollecitazioni dopo l'indurimento, che potrebbero compromettere la stabilità strutturale.
Durante l'applicazione dell'adesivo, viene adottato il "metodo di rivestimento a lama racla" per controllare lo spessore dello strato adesivo tra 0,05 mm e 0,1 mm. Uno strato troppo spesso, causerà un eccessivo ritiro da polimerizzazione; se è troppo sottile, non riuscirà a riempire le microfessure sulle superfici di giunzione. Per giunzioni ad alta precisione, è possibile aggiungere allo strato adesivo polvere di quarzo con un coefficiente di dilatazione termica prossimo a quello del granito. Ciò riduce efficacemente le sollecitazioni interne causate dalle variazioni di temperatura, garantendo la stabilità dei componenti in diversi ambienti di lavoro.
Il processo di polimerizzazione adotta un metodo di riscaldamento graduale: prima, i componenti vengono immersi in un ambiente a 25 °C per 2 ore, quindi la temperatura viene aumentata a 60 °C a una velocità di 5 °C all'ora e, dopo 4 ore di conservazione termica, vengono lasciati raffreddare naturalmente. Questo metodo di polimerizzazione lenta aiuta a ridurre l'accumulo di stress interno.
3. Sistema di posizionamento e calibrazione: nucleo della garanzia di precisione complessiva
Per garantire la precisione complessiva dei componenti in granito giuntati, è indispensabile un sistema di posizionamento e calibrazione professionale. Durante la giunzione, viene utilizzato il "metodo di posizionamento a tre punti": tre fori per perni di posizionamento ad alta precisione vengono posizionati sul bordo della superficie di giunzione e per il posizionamento iniziale vengono utilizzati perni di posizionamento in ceramica, che possono controllare l'errore di posizionamento entro 0,01 mm.
Successivamente, un laser tracker viene utilizzato per monitorare in tempo reale la planarità complessiva dei componenti giuntati. I martinetti vengono utilizzati per regolare con precisione l'altezza dei componenti fino a quando l'errore di planarità non è inferiore a 0,005 mm/m. Per i componenti ultra-lunghi (come le basi guida oltre i 5 metri), la calibrazione orizzontale viene eseguita a sezioni. Un punto di misura viene impostato ogni metro e un software per computer viene utilizzato per adattare la curva di rettilineità complessiva, garantendo che la deviazione dell'intera sezione non superi 0,01 mm.
Dopo la calibrazione, vengono installati elementi di rinforzo ausiliari, come tiranti in acciaio inossidabile o staffe angolari, sui giunti di giunzione per impedire ulteriormente lo spostamento relativo delle superfici di giunzione.
4. Trattamento antistress e anti-invecchiamento: garanzia di stabilità a lungo termine
Il trattamento di distensione e invecchiamento sono fondamentali per migliorare la stabilità a lungo termine dei componenti in granito giuntati. Dopo la giunzione, i componenti devono essere sottoposti a un trattamento di invecchiamento naturale. Vengono posizionati in un ambiente a temperatura e umidità costanti per 30 giorni, per consentire il lento rilascio delle tensioni interne.
Per scenari con requisiti rigorosi, è possibile utilizzare la tecnologia di invecchiamento tramite vibrazioni: un dispositivo di vibrazione viene utilizzato per applicare vibrazioni a bassa frequenza di 50-100 Hz ai componenti, accelerando il rilassamento delle sollecitazioni. Il tempo di trattamento dipende dalla qualità dei componenti, solitamente dalle 2 alle 4 ore. Dopo il trattamento di invecchiamento, la precisione complessiva dei componenti deve essere nuovamente testata. Se la deviazione supera il valore consentito, viene utilizzata una rettifica di precisione per la correzione. Ciò garantisce che il tasso di attenuazione di precisione dei componenti in granito giuntati non superi 0,002 mm/m all'anno durante l'uso a lungo termine.
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Data di pubblicazione: 27-08-2025